电网的最后一根火柴：抽水蓄能电站

周围突然陷入黑暗时，你急需一根火柴亮起……当大电网发生停电、城乡灯火熄灭时，靠什么来恢复它的运行?这个时候，你需要一个神奇的电站——抽水蓄能电站。抽水蓄能电站由于具有启动迅速，运行灵活等特点，能在全网大停电的极端情况下，迅速重新启动整个电网，因此也被称为“电网最后一根火柴”。本期，就来和你聊聊抽水蓄能电站的作用和特点。

　　什么是抽水蓄能电站?

　　抽水蓄能电站虽然也是水电站，但和普通水电站有很大不同，它相当于一个“蓄电池”——用低谷电抽水，把下水库的水抽到上水库储存起来，然后到用电高峰时，利用上水库的水带动发电机组发电，将低谷电转化为急需的尖峰电，实现了电能的有效存储，并将电能在时间上重新分配，从而减少和避免能源浪费。

　　抽水蓄能电站不仅具有调峰填谷的静态效益，而且由于其启动迅速，运行灵活，特别适宜在电力系统中承担调频、调相、负荷备用和事故备用等“动态”任务。在全网大停电、一片“漆黑”的极端情况下，电网重新启动一般要从抽水蓄能电站这根“火柴”开始，最终“点亮”整个电网，因此抽水蓄能电站也被称为“电网最后一根火柴”。比如，大名鼎鼎的北京十三陵抽水蓄能电站就号称“首都电网的最后一根火柴”。

　　抽水蓄能电站分为哪几种类型?

　　抽水蓄能电站可以分为不同的类型。按开发方式，电站可划分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站;按调节周期可分为日调节、周调节、季调节抽水蓄能电站。

　　抽水蓄能电站造价不高，根据电力系统负荷、电源的分布情况，合理配置抽水蓄能电站，可减小电网潮流，在降低系统事故率、提高供电可靠性的同时，节省电力系统总运行费用。

　　抽水蓄能电站由哪些部分组成?

　　抽水蓄能电站通常由具有一定落差的上、下水库和输水发电系统组成。

　　抽水蓄能电站一般是依山而建，发电水头高，占地规模小，上下水库面积多在20万~40万平方米不等，水库占地仅相当于一座较大中学的面积，特别是厂房及输水发电系统一般布置在地下，对自然环境的影响非常小。下水库一般由挡水建筑物和泄水建筑物组成，有时可利用已有的水库。连接上下水库的就是水道系统，一般由上水库进出水口、引水隧洞、引水调压室、高压管道、尾水隧洞、下水库进出水口等组成。水道一般沿着山体埋设在地下。

　　核心区是电站的厂房系统，一般包括主厂房、副厂房、主变压器室、开关站及出线场，以及母线洞、出线洞、进厂交通洞、通风洞、排水廊道等附属洞室等。主厂房、副厂房、主变压器室等常置于地下，开关站及出线场布置于地面或地下洞室。所以，如果你从高空俯瞰抽水蓄能电站，除了看到两池碧水，你很难找到一个电站应有的特征，甚至身处其中也不知道它的存在。

　　抽水蓄能电站启动电网需要多长时间?

　　作为“电网火柴”，抽水蓄能电站具有启动灵活、调节速度快的优势。

　　以120万千瓦规模的抽水蓄能电站为例，可以在5分钟内由满负荷抽水转变为满负荷发电，提供240万千瓦的事故支援能力。

　因此，又有三个词语来形容抽水蓄能电站：电网的稳定器、调节器、平衡器。

　　看看实例。2013年10月，江苏电网曾经举行了一次“黑启动”演练，抽水蓄能电站仅仅用了1小时就成功激活了大电网。

　　千万不要以为电网大面积停电的情况只存在于演练中。2005年9月26日，受第18号台风“达维”影响，海南省发生了罕见的全省范围大面积停电。当时，电网企业立即实施黑启动方案，这是国内除演练以外第一次实施的“黑启动”。

　　“电网火柴”除了照亮，还能干嘛?

　“电网火柴”除了照亮这个显著的功能，还有其他许多功能。

　　帮助清洁能源上网。由于风能、太阳能等新能源具有间歇性、随机性等特点，因此特别需要抽水蓄能电站这种“蓄电池”来调节。预计2020年，我国风电、太阳能发电装机将分别达到2.4亿千瓦、1亿千瓦，这必然要求系统调节能力和保障手段的同步增强，要求加快抽水蓄能电站建设。抽水蓄能电站将改善特高压电网的运行特性，让“电力高速公路”更好地接纳区外清洁能源。

　治理雾霾。抽水蓄能电站的运行减少了电网燃料消耗，也就相应减少了污染物排放及其治理费用，不仅自身清洁，而且具有一定的环境效益，有助于治理雾霾。以装机360万千瓦的河南天池抽水蓄能电站为例，工程建成后，年可节省标准煤8.4万吨，减少二氧化碳排放21万吨，将更好地服务河南“蓝天工程”，促进河南生态文明和地方经济社会发展。

　　拉动经济、服务民生。装机360万千瓦的金寨抽水蓄能电站项目，是安徽省金寨扶贫“5+1”工程之一，对加快金寨老区脱贫致富，促进老区乃至全省经济社会又好又快发展具有十分重要的意义。根据公开资料显示，装机180万千瓦的河北丰宁抽水蓄能电站一期项目能拉动地方GDP三四百亿元。

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　　我国抽水蓄能电站发展历程

　　我国抽水蓄能电站的发展，始于20世纪60年代后期。经过20世纪70年代的初步探索，80年代的深入研究论证和规划设计，我国抽水蓄能电站的兴建逐步进入蓬勃发展时期。

　　我国先后兴建了广州抽水蓄能电站、北京十三陵抽水蓄能电站、天荒坪抽水蓄能电站等大型抽水蓄能电站。目前，我国已积累了丰富的抽水蓄能电站建设经验，掌握了较先进的机组制造技术，电站的整体设计、制造和安装技术更是达到了国际先进水平。

　　从地理分布来看，我国的第一批抽水蓄能电站主要分布在经济较为发达的东中部地区。随着我国西部、北部大型风电基地、太阳能发电基地的建设，迫切需要在送端地区也配套建设调峰能力强、储能优势突出、经济性好，且能提高输电线路经济性的抽水蓄能电站。可以预见，我国抽水蓄能电站正在迎来新一轮的建设高潮。